JP2775066B2 - Method for manufacturing semiconductor integrated circuit device - Google Patents
Method for manufacturing semiconductor integrated circuit deviceInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、半導体集積回路装置の製造方法に関し、
特にプログラムが書き込まれたROM(リード・オンリー
・メモリ)を内蔵する1チップのマイクロコンピュータ
のような半導体集積回路装置の製造方法に利用して有効
な技術に関するものである。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device,
In particular, the present invention relates to a technique which is effective when used in a method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device such as a one-chip microcomputer having a ROM (read only memory) in which a program is written.
ROMに記憶されたプログラムやデータに従い所望の情
報処理を行う1チップのマイクロコンピュータが広く用
いられている。このような1チップのマイクロコンピュ
ータを使用したシステムの検証(デバッグ)を容易に行
うために、ROMとしては製造過程で固定的に記憶情報の
書き込みを行うマスクROM(以下、単にMROMという)よ
りも、製造後に電気的に書き込みが行えるEPROM(イレ
ーザブル&プログラマブル・リード・オンリー・メモ
リ)を用いるのが便利である。EPROMは、電気的に情報
の書き込みが可能であり、紫外線の照射によって情報の
消去が可能にされる。なお、この種の技術に関しては、
例えば特開昭59-188234号公報がある。One-chip microcomputers that perform desired information processing in accordance with programs and data stored in a ROM are widely used. In order to easily perform verification (debugging) of a system using such a one-chip microcomputer, a ROM is more preferably a mask ROM (hereinafter simply referred to as an MROM) that writes storage information in a fixed manner during a manufacturing process. It is convenient to use an erasable and programmable read only memory (EPROM) that can be electrically written after production. EPROM is capable of electrically writing information and erasing information by irradiation with ultraviolet light. For this type of technology,
For example, there is JP-A-59-188234.
上記初期評価が終了し、マイクロコンピュータを制御
するプログラムやデータが決定されると、記憶素子とし
てはEPROMを使用する必要がなくなる。EPROMは、コント
ロールゲートとフローティングゲートとの2層ゲート電
極構造の電界効果トランジスタでメモリセルを構成して
いるので、製造工程が複雑で、しかも製造工数が多い。
また、EPROMは、紫外線消去用窓が必要とされ、パッケ
ージの製造コストを増大させることの他の、個々に搭載
されたEPROMに逐一プログラムを書き込む必要があるた
め製造時間が長くなる。When the initial evaluation is completed and the program and data for controlling the microcomputer are determined, it is not necessary to use an EPROM as the storage element. The EPROM has a memory cell composed of a field effect transistor having a two-layer gate electrode structure of a control gate and a floating gate, so that the manufacturing process is complicated and the number of manufacturing steps is large.
Further, the EPROM requires a window for erasing ultraviolet light, which increases the manufacturing cost of the package, and in addition, requires a program to be written in each EPROM individually mounted, which increases the manufacturing time.
そこで、第8図に示すように、上記EPROMを搭載した
マイクロコンピュータを有する半導体集積回路装置LSI1
を用いてシステム検証が終了した後、同じ機能を持つ半
導体集積回路装置LSI2を大量生産するときは、EPROMをM
ROMに置き換えることが考えられる。Therefore, as shown in FIG. 8, a semiconductor integrated circuit device LSI1 having a microcomputer on which the above-described EPROM is mounted.
When mass-producing semiconductor integrated circuit device LSI2 with the same function after system verification using
It can be replaced with ROM.
しかしながら、EPROMからMROMに置き換えた場合に行
われる回路ブロックは、ROMブロックのみであり、I/O
(入出力回路)、TIM(タイマー回路)、ADC(アナログ
・ディジタル・コンバータ),DAC(ディジタル・アナロ
グ・コンバータ)、CPU(マイクロプロセッサ)及びRAM
(ランダム・アクセス・メモリ)等の他の回路ブロック
の変更については何等配慮がなされていなく、システム
の安定性の観点からむしろ他の回路についてはそのまま
形成することが望ましいとさえ考えられている。このた
め、上記のEPROMからMROMへの置き換えによって、せい
ぜい上記のように2層ゲート構造から1層ゲート構造の
電界効果トランジスタを形成することによる製造工程の
簡素化と、上記書き込み時間を省略できる程度の利点し
か得られない。以下、本願では絶縁ゲート型電界効果ト
ランジスタ(IGFET)ことをMOSFETと略す。However, the circuit block that is performed when the EPROM is replaced with the MROM is only the ROM block, and the I / O
(Input / output circuit), TIM (timer circuit), ADC (analog / digital converter), DAC (digital / analog converter), CPU (microprocessor) and RAM
No consideration is given to changing other circuit blocks such as (random access memory), and it is even considered that it is desirable to form other circuits as they are from the viewpoint of system stability. Therefore, by replacing the EPROM with the MROM as described above, the manufacturing process can be simplified by forming the field effect transistor having the single-layer gate structure from the double-layer gate structure as described above, and the writing time can be reduced. You can only get the advantage. Hereinafter, in the present application, an insulated gate field effect transistor (IGFET) is abbreviated as MOSFET.
本願発明者等は、コンピュータを用いた自動設計技術
の進展に伴い、素子サイズの縮小や同じ回路のもとでの
レイアウト変更が簡単に行えることを利用し、上記MROM
への置き換えのときに、半導体集積回路装置そのものの
チップサイズの小型化を行うことを考えた。The present inventors have taken advantage of the fact that with the advancement of automatic design technology using a computer, it is possible to easily reduce the element size and change the layout under the same circuit.
At the time of replacement, the miniaturization of the chip size of the semiconductor integrated circuit device itself was considered.
この発明の目的は、製造効率の向上を実現した半導体
集積回路装置の製造方法を提供することにある。An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device which has improved manufacturing efficiency.
この発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴
は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるで
あろう。The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.
本願において開示される発明のうち代表的なものの概
要を簡単に説明すれば、下記の通りである。すなわち、
電気的に書き込み、又は書き込みと消去が可能な第1の
不揮発性記憶素子からなる回路を搭載した第1の半導体
集積回路装置を用い、上記不揮発性記憶素子に対して所
定の書き込みを行い、所望の記憶情報を決定して第1の
半導体集積回路装置を動作可能にし、前記第1の半導体
集積回路装置と実質的に同じ機能を有し、上記不揮発性
記憶素子からなる回路を、製造過程で記憶情報が固定的
に書き込まれる記憶素子に置き換えた回路を搭載した第
2の半導体集積回路装置を形成するにあたり、第2の半
導体集積回路装置のチップサイズを第1の半導体集積回
路装置のチップサイズより小さくする。The outline of a typical invention disclosed in the present application will be briefly described as follows. That is,
Using a first semiconductor integrated circuit device equipped with a circuit composed of a first nonvolatile memory element capable of electrically writing or writing and erasing, predetermined writing is performed on the nonvolatile memory element, The first semiconductor integrated circuit device is made operable by determining the stored information, and a circuit having substantially the same function as that of the first semiconductor integrated circuit device and including the nonvolatile memory element is manufactured in a manufacturing process. In forming a second semiconductor integrated circuit device having a circuit replaced with a storage element into which storage information is fixedly written, the chip size of the second semiconductor integrated circuit device is changed to the chip size of the first semiconductor integrated circuit device. Make it smaller.
上記した手段によれば、1枚の半導体ウェハ上に形成
できるチップ数(取得数)が増加し、1チップのマイク
ロコンピュータのような半導体集積回路装置の製造効率
を高くすることができる。According to the above-described means, the number of chips (number of acquisitions) that can be formed on one semiconductor wafer increases, and the manufacturing efficiency of a semiconductor integrated circuit device such as a one-chip microcomputer can be increased.
〔実施例1〕 第1図には、この発明に係る製造方法により形成され
る2通りの1チップのマイクロコンピュータの一実施例
のブロック図が示されている。同図の各回路ブロック
は、半導体基板上において形成される実際の幾何学的な
配置及び大きさに比例して描かれている。Embodiment 1 FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of a two-chip microcomputer formed by a manufacturing method according to the present invention. Each circuit block in the figure is drawn in proportion to the actual geometric arrangement and size formed on the semiconductor substrate.
第1図に示された半導体集積回路装置LSI1は、EPROM
を搭載した1チップのマイクロコンピュータであり、特
に制限されないが、以下の各回路ブロックから構成され
る。CPUは、マイクロプロセッサ(中央処理装置)であ
る。I/Oはアドレス信号の出力やデータの授受を行う入
出力回路である。ADC,DACは、アナログ・ディジタル・
コンパレータとディジタル・アナログ・コンパレータで
ある。TIMは、タイマー回路である。RAMは、ランダム・
アクセス・メモリであり、特に制限されないが、スタテ
ィック型RAMから構成され、データ等の一時記憶等に用
いられる。そして、EPROMは、イレイザブル&プログラ
ムROMであり、上記マイクロプロセッサCPUによるデータ
処理手順としてのプログラム等が格納される。上記の1
チップのマイクロコンピュータは、同図の各回路ブロッ
クが、マイクロプロセッサCPUを中心として図示しない
データバス、アドレスバス及びコントロールバスにより
相互に接続されて構成される。The semiconductor integrated circuit device LSI1 shown in FIG.
Is a one-chip microcomputer having, but not particularly limited to, the following circuit blocks. The CPU is a microprocessor (central processing unit). I / O is an input / output circuit for outputting address signals and transmitting / receiving data. ADC and DAC are analog / digital
A comparator and a digital-to-analog comparator. TIM is a timer circuit. RAM is random
An access memory, which is not particularly limited, is constituted by a static RAM, and is used for temporary storage of data and the like. The EPROM is an erasable & program ROM, and stores a program or the like as a data processing procedure by the microprocessor CPU. 1 above
The microcomputer of the chip is configured by connecting the respective circuit blocks of FIG. 1 to each other by a data bus, an address bus, and a control bus (not shown) centering on the microprocessor CPU.
上記半導体集積回路装置LSIは、システム開発時に利
用される。すなわち、特定電子機器に搭載するとき、そ
の電子機器の制御に必要なプログラムがEPROMに書き込
まれる。このプログラムにより、そのシステムの検証
(デバッグ)が行われる。例えば、単に回路が動作する
だけではなく、実際の可動状況にあわせた環境のもとで
の種々の動作チェックが行われる。それ故、特に制限さ
れないが、実際のパイロット的な製品に搭載して市場に
送り、種々のユーザーにおいて使用された結果の不良解
析も行われる。この結果から、最終的な検証を終えたEP
ROMの内容をそのままMROMに置き換えて量産化すると
き、シュリンクを行って同図の半導体集積回路装置LSI2
のようにチップサイズを小さくする。すなわち、EPROM
の部分をMROMに置き換える部分を除き、実質的な回路の
変更を行わないでコンピュータを用いた図形処理技術を
利用した半導体集積回路装置のレイアウト設計技術によ
り、各回路ブロックの縮小、その縮小に伴うレイアウト
変更、及びブロックの配置代え等を行う。The semiconductor integrated circuit device LSI is used at the time of system development. That is, when mounted on a specific electronic device, a program necessary for controlling the electronic device is written in the EPROM. This program verifies (debugs) the system. For example, not only the circuit is operated, but also various operation checks are performed under an environment suitable for the actual operating condition. Therefore, although not particularly limited, it is mounted on an actual pilot product and sent to the market, and a failure analysis of results used by various users is also performed. From these results, the EP that has been finally verified
When mass production is performed by directly replacing the contents of the ROM with the MROM, the semiconductor integrated circuit device LSI2 shown in FIG.
To reduce the chip size. That is, EPROM
Except for the part that replaces the part with MROM, the layout design technology of the semiconductor integrated circuit device using the graphic processing technology using a computer without substantial change of the circuit, and the reduction of each circuit block, accompanying the reduction The layout is changed and the arrangement of the blocks is changed.
このようなチップサイズを小さくする方法が次の表−
1に示されている。表−1は、半導体集積回路装置LSI1
におけるEPROMを基準にし、その素子寸法と合せ余裕の
変更の組み合わせが示されている。The following table shows how to reduce the chip size.
It is shown in FIG. Table 1 shows the semiconductor integrated circuit device LSI1
2 shows a combination of the element dimensions and the change of the matching margin based on the EPROM in FIG.
ここで、K1,K2>1である。 Here, K1, K2> 1.
第1のシュリンクの方法は、表−1の上段に示すよう
に素子寸法の縮小によるものである。The first shrink method is based on the reduction of the element size as shown in the upper part of Table-1.
MROM1は、半導体集積回路装置LSI2を構成する全回路
ブロックにおける素子の平面サイズを縮小する。ここ
で、素子の平面サイズとは、例えばMOSFETのチャンネル
長、チャンネル幅、素子分離領域の幅、コンタクトサイ
ズ、ゲート電極あるいはアルミニュウム配線の配線ピッ
チのことをいう。このような図形的なパターンの縮小そ
れ自体は、コンピュータによる自動設計技術による図形
の縮小により簡単に構成できる。ただし、第1図の半導
体集積回路装置LSI1とLSI2のように各回路ブロックが等
しい倍率で縮小できることはまれである。それ故、各回
路ブロックにおいて、それぞれ可能な縮小によってレイ
アウト変更を行い、半導体チップに全体が効率よく収ま
るように配置変えも行われる。このような各回路ブロッ
クのレイアウト設計や配置は、規則的に行われるもので
あるから、コンピュータを用いた回路パターンの自動設
計技術により簡単に行うことができる。上記MROM1にお
いて、個々の素子の平面サイズを1/K1に縮小すれば、こ
の素子を使用した回路ブロックのサイズは、近似的に1/
K1に縮小できる。The MROM 1 reduces the planar size of elements in all circuit blocks constituting the semiconductor integrated circuit device LSI2. Here, the planar size of the element means, for example, the channel length and channel width of the MOSFET, the width of the element isolation region, the contact size, and the wiring pitch of the gate electrode or aluminum wiring. Such reduction of a graphic pattern itself can be easily realized by reducing a graphic by an automatic design technique using a computer. However, it is rare that each circuit block can be reduced at the same magnification as in the semiconductor integrated circuit devices LSI1 and LSI2 in FIG. Therefore, in each circuit block, the layout is changed by the possible reduction, and the layout is changed so that the whole can be efficiently fitted in the semiconductor chip. Since the layout design and arrangement of such circuit blocks are performed regularly, they can be easily performed by a circuit pattern automatic design technique using a computer. In the above MROM1, if the plane size of each element is reduced to 1 / K1, the size of a circuit block using this element is approximately 1 / K1.
Can be reduced to K1.
第2のシュリンクの方法は、表−1の下段に示すよう
に合せ余裕の縮小によるものである。The second method of shrinking is based on the reduction of the alignment margin as shown in the lower part of Table-1.
MROM2は、半導体集積回路装置LSI2を構成する全回路
ブロックにおける製造工程での合せ余裕を1/K2に縮小す
る。ここで、製造工程での合せ余裕を縮小する手段とし
て代表的なものとして次の3通りがある。The MROM2 reduces the alignment margin in the manufacturing process of all circuit blocks constituting the semiconductor integrated circuit device LSI2 to 1 / K2. Here, the following three methods are typical as means for reducing the alignment margin in the manufacturing process.
(1) マスク寸法に対するパターン形成後の寸法シフ
トを小さくするエッチング方法、及び製造装置を用い
る、 (2) アライメント精度を向上する方法、及び製造装
置を用いる。(1) Use an etching method and a manufacturing apparatus for reducing a dimensional shift after pattern formation with respect to a mask dimension. (2) Use a method and a manufacturing apparatus for improving alignment accuracy.
(3) ステッパーを1:1から1:5に変更する。(3) Change the stepper from 1: 1 to 1: 5.
上記(1)ないし(3)を組み合わせることが望まし
い。It is desirable to combine the above (1) to (3).
MROM3では、上記2つのシュリンクの方法を同時に行
う。これにより、3つのMROM1ないしMROM3を搭載する半
導体集積回路装置LSI2の中で最もチップサイズを小さく
形成することができる。In the MROM3, the above two shrink methods are performed simultaneously. As a result, the chip size can be made smallest among the semiconductor integrated circuit devices LSI2 on which the three MROM1 to MROM3 are mounted.
なお、EPROMからMROMに変更する際に、EPROMでは必要
であった書き込み系の回路や高電圧回路等のようにMROM
では、不要な回路はそれを削除することによって、MROM
のサイズを縮小するものであることはいうまでもない。
同様に、半導体集積回路装置LSI1において当初必要なも
のとして搭載されていた回路ブロック及び機能のうち、
システムの開発過程において不要であるとされた回路を
削除するものであってもよいことはいうまでもない。When changing from an EPROM to an MROM, the EPROM requires a MROM like a writing circuit or a high-voltage circuit.
Then, by removing unnecessary circuits, MROM
It is needless to say that the size is reduced.
Similarly, of the circuit blocks and functions initially mounted as necessary in the semiconductor integrated circuit device LSI1,
It goes without saying that a circuit that is determined to be unnecessary in the system development process may be deleted.
第2A図ないし第2E図には、この発明に係る半導体集積
回路装置の製造方法の一実施例の概略製造工程図が示さ
れている。2A to 2E show schematic manufacturing process diagrams of one embodiment of a method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the present invention.
以下、第2A図ないし第2E図を参照して、素子サイズを
縮小する方法を説明する。Hereinafter, a method of reducing the element size will be described with reference to FIGS. 2A to 2E.
第2A図において、左側にはEPROMを搭載した半導体集
積回路装置LSI1に対応した不揮発性記憶素子QME、書き
込みに使用する高耐圧MOSFETQMH及び読み出し等通常の
論理回路に使用するMOSFETQLの要部断面図を示され、右
側にはMROMを搭載した半導体集積回路装置LSI2に対応し
た記憶素子QMM、及び読み出し等通常の論理回路に使用
するMOSFETQLの要部断面図が示されている。In FIG. 2A, the left side is a cross-sectional view of a main part of a nonvolatile memory element QME corresponding to the semiconductor integrated circuit device LSI1 equipped with an EPROM, a high voltage MOSFET QMH used for writing, and a MOSFETQL used for normal logic circuits such as reading. The right side shows a cross-sectional view of a main part of a storage element QMM corresponding to the semiconductor integrated circuit device LSI2 equipped with the MROM, and a MOSFETQL used for a normal logic circuit such as reading.
上記MOSFETQLは、EPROMやMROM以外のCPU、RAMあるい
はTIM等のような他の回路ブロックを構成するMOSFETと
しても用いられることはいうまでもない。Needless to say, the MOSFET QL is also used as a MOSFET constituting another circuit block such as a CPU, a RAM or a TIM other than the EPROM and the MROM.
不揮発性記憶素子QMEは、P型半導体基板1上に後述
するように順次形成された第1ゲート絶縁膜4、フロー
ティングゲート5、第2ゲート絶縁膜6、ワード線と一
体的に形成されるコントロールゲート8と、上記第1ゲ
ート絶縁膜4を両側から挟むように半導体基板1の表面
に形成された一対からなるN+型半導体領域9から構成
される。これらの一対からなる半導体領域9は、ソー
ス,ドレインとして作用する。The nonvolatile memory element QME includes a first gate insulating film 4, a floating gate 5, a second gate insulating film 6, which are sequentially formed on the P-type semiconductor substrate 1 as described later, and a control formed integrally with the word line. The semiconductor device includes a gate 8 and a pair of N + -type semiconductor regions 9 formed on the surface of the semiconductor substrate 1 so as to sandwich the first gate insulating film 4 from both sides. The pair of semiconductor regions 9 function as a source and a drain.
高耐圧MOSFETQMHは、上記同様にP型半導体基板1上
に後述するように順次形成されたゲート絶縁膜4、ゲー
ト電極5と上記第ゲート絶縁膜4を両側から挟むように
半導体基板1の表面に形成された一対からなるN+型半
導体領域9から構成される。ゲート絶縁膜4及びゲート
電極5は、それぞれ上記不揮発性記憶素子QMEの第1ゲ
ート絶縁膜4及びフローティングゲート5と同一工程で
形成される。上記一対からなる半導体領域9は、ソー
ス,ドレインとして作用する。The high-breakdown-voltage MOSFET QMH is formed on the surface of the semiconductor substrate 1 so as to sandwich the gate insulating film 4 and the gate electrode 5 and the gate insulating film 4 formed on the P-type semiconductor substrate 1 from both sides as described later. It is composed of a pair of formed N + type semiconductor regions 9. The gate insulating film 4 and the gate electrode 5 are formed in the same process as the first gate insulating film 4 and the floating gate 5 of the nonvolatile memory element QME, respectively. The pair of semiconductor regions 9 function as a source and a drain.
MOSFETQLは、上記同様にP型半導体基板1上に後述す
るように順次形成されたゲート絶縁膜7、ゲート電極8
と上記ゲート絶縁膜7を両側から挟むように半導体基板
1の表面に形成された一対からなるN+型半導体領域9
ら構成される。ゲート電極8は、上記不揮発性記憶素子
QMEのコントロールゲート8と同一工程で形成される。
上記一対の半導体領域9は、ソース,ドレインとして作
用する。The MOSFETQL includes a gate insulating film 7 and a gate electrode 8 sequentially formed on the P-type semiconductor substrate 1 in the same manner as described above.
And a pair of N + -type semiconductor regions 9 formed on the surface of the semiconductor substrate 1 so as to sandwich the gate insulating film 7 from both sides.
It is composed of The gate electrode 8 is formed of the nonvolatile memory element
It is formed in the same step as the control gate 8 of QME.
The pair of semiconductor regions 9 function as a source and a drain.
ここで、各素子は、厚い膜厚とされたフィールド絶縁
膜2と、その下のP型基板に形成されたP型からなるチ
ャンネルストッパー3とにより分離される。11は、配線
(コンタクトを含む)であり、10は層間絶縁膜である。Here, each element is separated by a field insulating film 2 having a large thickness and a P-type channel stopper 3 formed on a P-type substrate thereunder. Reference numeral 11 denotes a wiring (including a contact), and reference numeral 10 denotes an interlayer insulating film.
第2A図において、右側に示されたMROMを搭載した半導
体集積回路装置LSI2に対応した記憶素子QMMと読み出し
等通常の論理回路に使用するMOSFETQLとは同一構造とさ
れる。すなわち、記憶MOSFETQMM及び論理回路等のMOSFE
TQLは、前記の半導体集積回路装置LSI1の不揮発性記憶
素子QME、高耐圧MOSFETQMH及び論理用MOSFETWQLが置き
換えられるものに対応しており、前記同様にP型半導体
基板1上に後述するように順次形成されたゲート絶縁膜
7′、ゲート電極8と上記ゲート絶縁膜7′を両側から
挟むように半導体基板1の表面に形成された一対からな
るN+型半導体領域9から構成される。ここで、EPROMの
書き込みに使用する高耐圧MOSFETQMHは、一部の読み出
しにも使用しているので、MROMに置き換えた場合には論
理用等のMOSFETQLと同じ構造とする。In FIG. 2A, the storage element QMM corresponding to the semiconductor integrated circuit device LSI2 equipped with the MROM shown on the right side has the same structure as the MOSFETQL used for ordinary logic circuits such as reading. That is, storage MOSFET QMM and MOSFE of logic circuit etc.
The TQL corresponds to the one in which the nonvolatile memory element QME, the high voltage MOSFET QMH and the logic MOSFET WQL of the semiconductor integrated circuit device LSI1 are replaced, and is formed sequentially on the P-type semiconductor substrate 1 in the same manner as described above. And a pair of N + -type semiconductor regions 9 formed on the surface of the semiconductor substrate 1 so as to sandwich the gate electrode 8 and the gate insulating film 7 ′ from both sides. Here, the high breakdown voltage MOSFET QMH used for writing to the EPROM is also used for a part of reading, so when it is replaced with the MROM, it has the same structure as the MOSFETQL for logic and the like.
この半導体集積回路装置LSI2においても、前記半導体
集積回路装置LSI1の場合と同様に、各素子は、厚い膜厚
のフィールド絶縁膜2とP型のチャンネルストッパー3
で分離される。また、各素子はその表面が層間絶縁膜10
で覆われており、個々のMOSFETQMMやQLは、配線11で適
宜接続される。この配線11は図示しないがパッシベーシ
ョン膜で覆われるものである。In this semiconductor integrated circuit device LSI2, similarly to the case of the semiconductor integrated circuit device LSI1, each element has a thick field insulating film 2 and a P-type channel stopper 3.
Separated by Each element has an interlayer insulating film 10
, And the individual MOSFETs QMM and QL are appropriately connected by the wiring 11. Although not shown, the wiring 11 is covered with a passivation film.
上記半導体集積回路装置LIS1とLSI2のMOSFETQLの相違
は、半導体集積回路装置LSI2のサイズを小さくするため
に、MROMを搭載した半導体集積回路装置LSI2側のMOSFET
QLのゲート絶縁膜7′が、半導体集積回路装置LSI1のMO
SFETQLのゲート絶縁膜7よりも薄くしている。このよう
にゲート絶縁膜7′を薄く形成すると、ショートチャン
ネル効果が抑制され、ゲート寸法を短くできる。この結
果、このような薄いゲート絶縁膜7′を用いたMOSFETの
素子サイズが小さくなり、このような素子を用いた回路
ブロックが小さくなるので半導体集積回路装置LSI2のチ
ップサイズを縮小させることが可能になる。The difference between the MOSFET QL of the semiconductor integrated circuit device LIS1 and the MOSFET QL of the LSI 2 is that in order to reduce the size of the semiconductor integrated circuit device LSI2, the MOSFET of the semiconductor integrated circuit device
The gate insulating film 7 'of QL is the MO of the semiconductor integrated circuit device LSI1.
It is thinner than the gate insulating film 7 of SFETQL. When the gate insulating film 7 'is formed thin as described above, the short channel effect is suppressed, and the gate size can be reduced. As a result, the element size of the MOSFET using such a thin gate insulating film 7 'is reduced, and the circuit block using such an element is reduced, so that the chip size of the semiconductor integrated circuit device LSI2 can be reduced. become.
例えば、第2A図において、EPROM搭載時の半導体集積
回路装置LSI1におけるMOSFETQLのゲート絶縁膜7とゲー
ト寸法は、それぞれ25nmと1.2μmであるのに対して、M
ROM搭載時にはゲート絶縁膜7′を20nmとすることによ
り、ゲート寸法を1.0μmと小さくすることができる。
もちろん、配線11の配線ピッチ、素子分離領域2,3等も
小さくすることにより全体としてのチップサイズを縮小
するものであることはいうまでもない。For example, in FIG. 2A, the gate insulating film 7 and the gate dimensions of the MOSFETQL in the semiconductor integrated circuit device LSI1 with the EPROM mounted thereon are 25 nm and 1.2 μm, respectively.
When the ROM is mounted, by setting the gate insulating film 7 'to 20 nm, the gate size can be reduced to 1.0 μm.
Of course, it is needless to say that the overall chip size is reduced by reducing the wiring pitch of the wiring 11, the element isolation regions 2, 3, and the like.
以下、第2B図ないし第2E図を参照し、その製造方法を
具体的に説明する。以下の説明においては、EPROM搭載
時の半導体集積回路装置LSI1とMROM搭載時の半導体集積
回路装置LSI2において、同じ工程は一度の説明で行い、
異なる場合にはそれぞれについて説明する。Hereinafter, the manufacturing method will be specifically described with reference to FIGS. 2B to 2E. In the following description, in the semiconductor integrated circuit device LSI1 with the EPROM mounted and the semiconductor integrated circuit device LSI2 with the MROM mounted, the same process is performed once,
If different, each will be described.
第2B図において、P-型半導体基板1の一主面上に選
択酸化法等により、厚い厚さのフィールド絶縁膜2を形
成する。また、略同一工程でP型のチャンネルストッパ
ー3を形成する。ここで、CMOS(相補型MOS)回路を構
成するPチャンネルMOSFETを形成するためのN型のウェ
ル領域は、この工程の前にウェル領域が形成される。な
お、N型基板1を用いた場合には、その一主面上にはP
チャンネルMOSFETが形成され、CMOS回路を構成するNチ
ャンネルMOSFETは、この工程の前に形成されるP型のウ
ェル領域内に形成される。In FIG. 2B, a thick field insulating film 2 is formed on one main surface of a P − type semiconductor substrate 1 by a selective oxidation method or the like. The P-type channel stopper 3 is formed in substantially the same process. Here, in the N-type well region for forming the P-channel MOSFET constituting the CMOS (complementary MOS) circuit, a well region is formed before this step. When the N-type substrate 1 is used, P
A channel MOSFET is formed, and an N-channel MOSFET constituting a CMOS circuit is formed in a P-type well region formed before this step.
第2C図において、EPROMの不揮発性記憶素子QMEの第1
ゲート絶縁膜4とフローティングゲート5、高耐圧MOSF
ETQMHをゲート絶縁膜4とゲート電極5とが形成され
る。ゲート絶縁膜4は、第2B図において、厚い厚さのフ
ィールド絶縁膜2を形成したときに使用した絶縁膜101
を除去した後に、熱酸化法により形成される。QMEのフ
ローティングゲート5及びQMHのゲート電極5は、第1
の多結晶シリコンを堆積して低抵抗化した後にパターニ
ングして形成される。In FIG. 2C, the first nonvolatile memory element QME of the EPROM
Gate insulating film 4 and floating gate 5, high voltage MOSF
The gate insulating film 4 and the gate electrode 5 are formed by ETQMH. The gate insulating film 4 is the insulating film 101 used when the thick field insulating film 2 is formed in FIG. 2B.
Is formed by thermal oxidation. The floating gate 5 of QME and the gate electrode 5 of QMH
Is formed by patterning after depositing polycrystalline silicon to reduce the resistance.
第2D図において、MOSFETQLのゲート絶縁膜7と7′と
ゲート電極8を形成する。また、略同一工程において不
揮発性記憶素子QMEの第2ゲート絶縁膜6とコントロー
ルゲート8も形成される。In FIG. 2D, gate insulating films 7 and 7 'of MOSFETQL and a gate electrode 8 are formed. Further, the second gate insulating film 6 and the control gate 8 of the nonvolatile memory element QME are formed in substantially the same step.
EPROMを搭載した半導体集積回路装置LSI1において、
P-型半導体基板1上の第1ゲート絶縁膜4を除去した
後に、新たにゲート絶縁膜7とQMEの第2ゲート絶縁膜
6とを同時に形成する。これらのゲート絶縁膜7と第2
ゲート絶縁膜6とは熱酸化法により形成される。これら
のゲート絶縁膜7と第2ゲート絶縁膜6とを別々の工程
にて形成するものであってもよい。In the semiconductor integrated circuit device LSI1 equipped with EPROM,
After removing the first gate insulating film 4 on the P − type semiconductor substrate 1, a new gate insulating film 7 and a second gate insulating film 6 of QME are newly formed at the same time. The gate insulating film 7 and the second
The gate insulating film 6 is formed by a thermal oxidation method. The gate insulating film 7 and the second gate insulating film 6 may be formed in separate steps.
MROMを搭載した半導体集積回路装置LSI2において、ゲ
ート絶縁膜7′は、厚い厚さのフィールド絶縁膜2を形
成したときに使用した絶縁膜101を除去した後に、熱酸
化法により形成される。ゲート絶縁膜7′は、半導体集
積回路装置LSI1のMOSFETQLのゲート絶縁膜7よりも前記
のように薄くなる条件で形成される。In the semiconductor integrated circuit device LSI2 on which the MROM is mounted, the gate insulating film 7 'is formed by a thermal oxidation method after removing the insulating film 101 used when forming the thick field insulating film 2. The gate insulating film 7 'is formed under the condition that the gate insulating film 7' is thinner than the gate insulating film 7 of the MOSFETQL of the semiconductor integrated circuit device LSI1 as described above.
その後に、ゲート電極8は第2の多結晶シリコンを堆
積して低抵抗化した後にパターニングして形成される。
EPROMを構成する不揮発性記憶素子QMEは、フローティン
グゲート4、第2ゲート絶縁膜6、コントロールゲート
8とが同時にパターニングされる。MROMを搭載する半導
体集積回路装置LSI2側のMOSFETQLのゲート電極8のパタ
ーニングにおいて、前記のようにEPROMを搭載する半導
体集積回路装置LSI1におけるゲート電極8よりも細くな
るように行われる。ゲート電極8は上記のような多結晶
シリコンだけではなく、タングステン等の高融点金属あ
るいはこれらのシリサイド、又は多結晶シリコンの上に
タングステン等の高融点金属あるいはシリサイドを設け
た積層構造により構成されるものであってもよい。Thereafter, the gate electrode 8 is formed by depositing the second polycrystalline silicon to reduce the resistance and then patterning.
In the nonvolatile memory element QME constituting the EPROM, the floating gate 4, the second gate insulating film 6, and the control gate 8 are simultaneously patterned. The patterning of the gate electrode 8 of the MOSFETQL on the side of the semiconductor integrated circuit device LSI2 on which the MROM is mounted is performed so as to be thinner than the gate electrode 8 of the semiconductor integrated circuit device LSI1 on which the EPROM is mounted as described above. The gate electrode 8 is formed of not only the above-described polycrystalline silicon but also a high-melting-point metal such as tungsten or a silicide thereof, or a laminated structure in which a high-melting-point metal such as tungsten or a silicide is provided on polycrystalline silicon. It may be something.
第2E図において、ソースとドレインを構成するN+型
の半導体領域9が形成される。これらの半導体領域9
は、特に制限されないが、イオン注入法により、砒素As
が5×1015(1/cm2)程度注入されることによって形成
される。In FIG. 2E, an N + type semiconductor region 9 constituting a source and a drain is formed. These semiconductor regions 9
Is not particularly limited, but arsenic As
Is formed by injecting about 5 × 10 15 (1 / cm 2 ).
この後に、層間絶縁膜10、配線11及び図示しないパッ
シベーション膜が形成されることによって、半導体ウェ
ハ上に半導体集積回路装置LSI1とLSI2がそれぞれ完成さ
れる。ここで、MROMが搭載される半導体集積回路装置LS
I2側の配線11の寸法は、EPROMが搭載される半導体集積
回路装置LSI1側の配線11より細く形成される。Thereafter, by forming the interlayer insulating film 10, the wiring 11, and a passivation film (not shown), the semiconductor integrated circuit devices LSI1 and LSI2 are completed on the semiconductor wafer. Here, the semiconductor integrated circuit device LS on which the MROM is mounted
The size of the wiring 11 on the I2 side is formed smaller than the wiring 11 on the side of the semiconductor integrated circuit device LSI1 on which the EPROM is mounted.
半導体集積回路装置LSI2に形成される記憶素子QMM
に、対応する不揮発性記憶素子QMEと同じ情報を記憶さ
せるためのしきい値電圧の変更は、次のような方法があ
る。Storage element QMM formed in semiconductor integrated circuit device LSI2
The following method is used to change the threshold voltage for storing the same information as the corresponding nonvolatile memory element QME.
(1) ゲート絶縁膜7′の膜圧を代える。例えば、厚
い厚さのフィールド絶縁膜2の有無により行われるよう
にする。(1) The film pressure of the gate insulating film 7 'is changed. For example, the process is performed depending on the presence or absence of the field insulating film 2 having a large thickness.
(2) ゲート電極8を形成する前に、しきい値の変更
のための不純物注入を行う。これは、イオン注入法によ
り行うことが可能である。(2) Before forming the gate electrode 8, an impurity is implanted for changing the threshold value. This can be done by ion implantation.
(3) ゲート電極8を形成した後に、しきい値の変更
のための不純物注入を行う。これは、イオン注入法で行
うことが可能である。この場合には、不純物の注入はゲ
ート電極形成後、層間絶縁膜10の形成後、配線11の形成
後のいずれかの工程でおこなわれればよい。(3) After the gate electrode 8 is formed, impurity implantation for changing the threshold value is performed. This can be done by ion implantation. In this case, the impurity may be implanted in any of the steps after forming the gate electrode, after forming the interlayer insulating film 10, and after forming the wiring 11.
MROMの記憶情報の書き込みは、上記のようなしきい値
の変更の他、記憶素子QMをビット線(データ線又はディ
ジット線)への接続の有無によって構成してもよい。す
なわち、記憶素子QMMに対応したワード線の選択によ
り、ビット線と回路の接地電位との間に実質的に電流経
路が形成されるかされないかを論理“1"と論理“0"に対
応させるものであればよい。The writing of the storage information of the MROM may be configured by the presence or absence of the connection of the storage element QM to the bit line (data line or digit line) in addition to the above-described change of the threshold value. That is, by selecting a word line corresponding to the storage element QMM, whether a current path is substantially formed between the bit line and the ground potential of the circuit is made to correspond to the logic “1” and the logic “0”. Anything should do.
上記の実施例から得られる作用効果は、下記の通りで
ある。すなわち、 (1) EPROMを搭載するマイクロコンピュータをMROM
を搭載するマイクロコンピュータに置き換えるとき、マ
イクロコンピュータを構成する個々の回路ブロックを構
成するMOSFETのゲート絶縁膜の膜厚を構成することによ
ってMOSFETのゲート寸法を小さくしたり、配線幅を細く
する等によりMROMを搭載したマイクロコンピュータのチ
ップサイズを小さくすることができる。これにより、1
枚の半導体ウェハにより形成される半導体チップの数が
多くなり、製造効率を高くすることができるという効果
が得られる。The operational effects obtained from the above embodiment are as follows. That is, (1) a microcomputer equipped with an EPROM is
When replacing a microcomputer with a microcomputer, the gate dimensions of the MOSFET can be reduced by configuring the thickness of the gate insulating film of the MOSFET that constitutes the individual circuit blocks that make up the microcomputer, and the wiring width can be reduced. The chip size of a microcomputer equipped with an MROM can be reduced. This gives 1
The effect of increasing the number of semiconductor chips formed by one semiconductor wafer and increasing the manufacturing efficiency is obtained.
(2) 上記MROMを搭載したマイクロコンピュータは、
その回路構成がEPROMからMROMに変更した部分を除いて
同一であるから、上記チップサイズを小さくするための
レイアウト変更やそれに伴うマスク形成は、コンピュー
タを利用した自動設計技術により簡単に行うことができ
るという効果が得られる。(2) The microcomputer equipped with the above MROM is
Since the circuit configuration is the same except for the part where the EPROM is changed to the MROM, the layout change and the accompanying mask formation for reducing the chip size can be easily performed by an automatic design technique using a computer. The effect is obtained.
(3) EPROM搭載時のMROMに置き換えたときとで、マ
イクロコンピュータの個々の回路ブロックを構成するMO
SFETの基本的な素子構造が同じであること、及びMROMと
他の回路ブロックとが同じ構造の素子とすることができ
るから製造工程が簡単になるという効果が得られる。(3) MO that constitutes individual circuit blocks of the microcomputer when replaced with MROM with EPROM mounted
Since the basic element structure of the SFET is the same, and since the MROM and the other circuit blocks can have the same structure, the manufacturing process can be simplified.
(4) 上記(1)ないし(3)により、大量生産され
るMROM搭載のマイクロコンピュータのコストを大幅に低
減できるという効果が得られる。(4) According to the above (1) to (3), an effect is obtained that the cost of the microcomputer mounted with the MROM which is mass-produced can be significantly reduced.
〔実施例2〕 第3図には、この発明の他の一実施例を説明するため
の概略素子構造断面図が示されている。以下の実施例に
おいて、EPROMを搭載した半導体集積回路装置が形成さ
れる高耐圧MOSFETQMHは、前記実施例と同様であるので
省略さこれている。また、前記同様に左側にはEPROMを
搭載した半導体集積回路装置LSI1の素子が示され、右側
にはMROMを搭載した半導体集積回路装置LSI2の素子が示
されている。[Embodiment 2] Fig. 3 is a schematic sectional view of the element structure for explaining another embodiment of the present invention. In the following embodiments, a high breakdown voltage MOSFET QMH in which a semiconductor integrated circuit device equipped with an EPROM is formed is omitted because it is the same as the previous embodiment. Similarly to the above, the elements of the semiconductor integrated circuit device LSI1 equipped with the EPROM are shown on the left side, and the elements of the semiconductor integrated circuit device LSI2 equipped with the MROM are shown on the right side.
第3図において、MOSFETQLのソースとドレインは、側
壁104の下部に形成された低濃度N-型の半導体領域103
と高濃度N+型の半導体領域9からなるLDD構造になって
いる。In FIG. 3, the source and the drain of the MOSFET QL are the low-concentration N − type semiconductor regions 103 formed below the side walls 104.
And a high-concentration N + type semiconductor region 9.
この実施例でも、不揮発性記憶素子QMEを記憶素子QMM
に置き換える場合に、MOSFETQLは、そのゲート絶縁膜
7′の膜厚が薄くされ、ゲート寸法が小さくされる。そ
して、記憶素子QMMは論理回路のMOSFETQLと同一構造に
される。また、EPROMを構成する不揮発性記憶素子QME
も、上記同様にLDD構造にされる。ただし、低濃度のN
型半導体領域102の濃度は、MOSFETQLのN-型半導体領域
103よりも高く形成され、ホットキャリアをりよ多く発
生させて、EPROMの書き込みスピードが速くなるように
されている。Also in this embodiment, the nonvolatile memory element QME is
In the case of the MOSFET QL, the thickness of the gate insulating film 7 ′ is reduced and the gate dimension is reduced. Then, the storage element QMM has the same structure as the MOSFETQL of the logic circuit. Also, the nonvolatile memory element QME constituting the EPROM
Also has an LDD structure as described above. However, low concentration of N
The concentration of the semiconductor region 102 is determined by the N - type semiconductor region of the MOSFETQL.
It is formed higher than 103, generates a lot of hot carriers, and increases the writing speed of the EPROM.
本実施例のLDD構造の形成方法を簡単に説明すると以
下の通りである。The method for forming the LDD structure according to the present embodiment will be briefly described as follows.
まず、N型半導体領域102は砒素Asを1×1015(1/c
m2)程度注入することによって形成され、N-型半導体
領域103は更にリンPを1×1013(1/cm2)程度注入する
ことによって形成される。First, the N-type semiconductor region 102 contains 1 × 10 15 (1 / c
m 2) is formed by the extent implantation, N - -type semiconductor region 103 is formed by further 1 × 10 13 (1 / cm 2 phosphorus P) extent implantation.
この実施例では、素子をLDD構造にするものであるた
め、前記第2A図等の実施例のようなシングルドレイン構
造のMOSFETよりもショートチャンネル効果を抑制するこ
とができるので、ゲート寸法をいっそう小さくできる。
これにより、これらのMOSFETQLにより構成されるMROMが
搭載される半導体集積回路装置LSI2のチップサイズをい
っそう小さくできるという効果が得られる。In this embodiment, since the element has the LDD structure, the short channel effect can be suppressed as compared with the MOSFET having the single drain structure as in the embodiment of FIG. 2A and the like. it can.
As a result, an effect is obtained that the chip size of the semiconductor integrated circuit device LSI2 on which the MROM constituted by these MOSFETs QL is mounted can be further reduced.
〔実施例3〕 第4図ないし第6図には、この発明の更に他の一実施
例をそれぞれ説明するための概略素子構造断面図が示さ
れている。[Embodiment 3] Figs. 4 to 6 are schematic cross-sectional views of the element structure for explaining still another embodiment of the present invention.
この実施例では、素子サイズの縮小化のためにゲート
絶縁膜7′を薄く形成することに加えて、素子構造も変
更している。In this embodiment, the element structure is changed in addition to forming the gate insulating film 7 'thinner to reduce the element size.
第4図の実施例においては、EPROMを搭載する半導体
集積回路装置LSI1ではシングルドレイン構造のMOSFETを
用いているのに対して、MROMを搭載する半導体集積回路
装置LSI2ではLDD構造のMOSFETを用いるものである。こ
れにより、シングルドレイン構造のMOSFETをLDD構造のM
OSFETに変更することによって縮小率の比率を大きくす
ることができる。言い換えるならば、半導体集積回路装
置LSI1に対する半導体集積回路装置LSI2のサイズ比をい
っそう小さくできる。In the embodiment shown in FIG. 4, a semiconductor integrated circuit device LSI1 having an EPROM uses a single drain structure MOSFET, whereas a semiconductor integrated circuit device LSI2 having an MROM uses an LDD structure MOSFET. It is. As a result, the MOSFET having the single drain structure can be
By changing to OSFET, the ratio of the reduction ratio can be increased. In other words, the size ratio of the semiconductor integrated circuit device LSI2 to the semiconductor integrated circuit device LSI1 can be further reduced.
第5図の実施例においては、上記同様にEPROMを搭載
する半導体集積回路装置LSI1を構成するMOSFETをシング
ルエンド構造として、MROMを搭載する半導体集積回路装
置LSI2では低濃度のN-型半導体領域105と高濃度のN+
型半導体領域9とからなるダブルドレイン構造のMOSFET
に変更している。N-型半導体領域105は、イオン注入法
によりボロンBを1×1013(1/cm2)程度注入すること
により形成される。N-型半導体領域105は、N+型半導
体領域9の形成前に、あるいはその形成後に形成される
ものである。In the embodiment of FIG. 5, similarly to the above, the MOSFET constituting the semiconductor integrated circuit device LSI1 on which the EPROM is mounted has a single-ended structure, and the semiconductor integrated circuit device LSI2 on which the MROM is mounted has a low concentration of the N − type semiconductor region 105. And high concentration of N +
MOSFET with double-drain structure composed of semiconductor region 9
Has been changed to. The N − type semiconductor region 105 is formed by implanting about 1 × 10 13 (1 / cm 2 ) of boron B by an ion implantation method. The N − type semiconductor region 105 is formed before or after the N + type semiconductor region 9 is formed.
第6図の実施例においては、上記同様にEPROMを搭載
する半導体集積回路装置LSI1を構成するMOSFETをシング
ルエンド構造として、MROMを搭載する半導体集積回路装
置LSI2では低濃度のN-型半導体領域103の下部にP型の
パンチスルーストッパー領域106を持つLDD構造のMOSFET
に変更している。P型のパンチスルーストッパー領域10
6はイオン注入法により、ボロンBを1×1013(1/cm2)
程度注入することにより形成される。P型のパンチスル
ーストッパー領域106は、N-型半導体領域103の形成
前、あるいはその形成後に形成される。In the embodiment of FIG. 6, the same way the MOSFET constituting the semiconductor integrated circuit device LSI1 mounting the EPROM as a single-ended structure, a low concentration in the semiconductor integrated circuit device LSI2 mounting the MROM N - -type semiconductor region 103 LDD MOSFET with P-type punch-through stopper area 106 underneath
Has been changed to. P-type punch-through stopper area 10
6 is an ion implantation method, and boron B is 1 × 10 13 (1 / cm 2 )
It is formed by implantation to a certain degree. The P-type punch-through stopper region 106 is formed before or after the N − type semiconductor region 103 is formed.
以上の実施例によれば、前記の実施例の効果に加えて
次のような作用効果が得られる。According to the above embodiment, the following operation and effect can be obtained in addition to the effects of the above embodiment.
EPROMをMROMに置き換えたマイクロコンピュータ等の
半導体集積回路装置LSI2を形成する場合に、MOSFETのゲ
ート絶縁膜を薄くするだけではなく、それに加えてソー
スとドレインの構造も変更して、EPROMを搭載した場合
よりも、ショートチャンネル効果をいっそう抑制するこ
とができるからゲート寸法の縮小に伴うチップサイズを
いっそう小さくできるという効果が得られる。When forming a semiconductor integrated circuit device LSI2 such as a microcomputer in which the EPROM was replaced by an MROM, not only the gate insulating film of the MOSFET was made thinner, but also the source and drain structures were changed, and the EPROM was mounted. As compared with the case, the short channel effect can be further suppressed, so that the effect that the chip size accompanying the reduction of the gate size can be further reduced can be obtained.
〔実施例4〕 第7図には、この発明の更に他の一実施例を説明する
ための概略素子構造断面図が示されている。この実施例
では、回路を構成する素子としてMOSFETに加えて抵抗R
やキャパシタCも示されている。このような抵抗Rやキ
ャパシタCは、アナログ・ディジタル・コンバータADC
又はディジタル・アナログ・コンバータDACや、演算増
幅回路等のアナログ回路を構成するときに用いられる。
これにより、この実施例の1チップのマイクロコンピュ
ータはオーディオ機器や自動車等のアナログ信号を処理
する機器に使用することができる。[Embodiment 4] Fig. 7 is a schematic sectional view of the element structure for explaining still another embodiment of the present invention. In this embodiment, in addition to a MOSFET, a resistor R
And a capacitor C are also shown. Such a resistor R and a capacitor C are used for an analog / digital converter ADC.
Alternatively, it is used when configuring an analog circuit such as a digital-to-analog converter DAC or an operational amplifier circuit.
As a result, the one-chip microcomputer of this embodiment can be used for a device that processes analog signals, such as an audio device or a car.
同図において、抵抗RはEPROMのフローティングゲー
ト5と同一層で形成され、キャパシタCはフローティン
グゲート5、第1ゲート絶縁膜6及びコントロールゲー
ト8と同一層から形成される。これにより、抵抗Rやキ
ャパシタCは、不揮発性記憶素子QMEを形成する工程を
利用して形成でき、これらの素子RやCを形成するたに
特別な工程を追加する必要がある。In the figure, the resistor R is formed in the same layer as the floating gate 5 of the EPROM, and the capacitor C is formed in the same layer as the floating gate 5, the first gate insulating film 6, and the control gate 8. Thus, the resistor R and the capacitor C can be formed by using the step of forming the nonvolatile memory element QME, and it is necessary to add a special step to form these elements R and C.
この実施例では、MROMを搭載する半導体集積回路装置
LSI2を形成するとき、2層ゲート電極構造のままQMEをQ
MMに変更する。この場合に、前記実施例と同様に半導体
集積回路装置LSI2のQMMとQLのゲート絶縁膜7′はその
膜厚が半導体集積回路装置LSI1のMOSFETQLのゲート絶縁
膜7よりも薄く形成され、かつそのゲート寸法が小さく
される。このとき、MROMを搭載する半導体集積回路装置
LSI2に形成されるキャパシタCの誘電体膜である第1ゲ
ート絶縁膜6′は、半導体集積回路装置LSI1に形成され
る第1ゲート絶縁膜6より膜厚が薄く形成され、同一の
容量を得るための面積が小さくされる。なお、キャパシ
タCの誘電体としての絶縁膜は、同じ膜厚のまましても
よい。In this embodiment, a semiconductor integrated circuit device equipped with an MROM
When forming LSI2, QME with Q
Change to MM. In this case, the gate insulating film 7 'of the QMM and the QL of the semiconductor integrated circuit device LSI2 is formed to be thinner than the gate insulating film 7 of the MOSFETQL of the semiconductor integrated circuit device LSI1, and Gate dimensions are reduced. At this time, a semiconductor integrated circuit device equipped with an MROM
The first gate insulating film 6 ', which is a dielectric film of the capacitor C formed in the LSI 2, is formed to be thinner than the first gate insulating film 6 formed in the semiconductor integrated circuit device LSI1, and obtains the same capacitance. Area is reduced. Note that the insulating film as the dielectric of the capacitor C may have the same thickness.
この実施例における各素子の製造方法は、前記第2B図
ないし第2E図に示した実施例と同様であるので、その詳
細な説明を省略する。The method of manufacturing each element in this embodiment is the same as that of the embodiment shown in FIGS. 2B to 2E, and a detailed description thereof will be omitted.
この実施例によれば、2層ゲート電極構造を利用した
抵抗とキャパシタを備えたEPROMを搭載するマイクロコ
ンピュータ等の半導体集積回路装置のEPROMをMROMに置
き換える場合においても、マイクロコンピュータ等の半
導体集積回路装置を構成するMOSFETのサイズを小さくで
きるから、それに伴いMROM搭載のマイクロコンピュータ
等の半導体集積回路装置のチップサイズを小さく形成す
ることができるという効果が得られる。According to this embodiment, even when the EPROM of a semiconductor integrated circuit device such as a microcomputer equipped with an EPROM having a resistor and a capacitor using a two-layer gate electrode structure is replaced with an MROM, the semiconductor integrated circuit such as a microcomputer is also used. Since the size of the MOSFETs constituting the device can be reduced, the chip size of a semiconductor integrated circuit device such as a microcomputer equipped with an MROM can be reduced accordingly.
以上本発明者によりなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、本願発明は前記実施例に限定される
ものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可
能であることはいうもでもない。例えば、EPROMの代わ
りにEEPROMを用いるものであってもよい。このようにEE
PROMを用いた場合には、消去用窓をパッケージに形成す
る必要がなくなる。EPROMやEEPROMは、マイクロコンピ
ュータのプログラムやデータを格納するために用いるも
の他、マイクロプログラム等が格納されるPLA(プログ
ラマブル・ロジック・アレイ)を構成するもの等であっ
てもよい。また、MROMはEPROM又はEEPROMに対応した横
型ROMの他、縦型ROMにするものであってもよい。上記EP
ROM又はEEPROMをMROMに置き換える場合に、シングルド
レイン構造のMOSFETをMROMを搭載したダブルドレイン構
造のMOSFETに変更し、更にLDD構造のMOSFETに変更する
ものであってもよい。フィールド絶縁膜は、EPROMを搭
載した半導体集積回路装置では選択酸化法により形成
し、MROMを搭載した半導体集積回路装置ではそれをトレ
インチアイソレーション構造に変更するものであっても
よい。また、配線層は、EPROMを搭載した半導体集積回
路装置では1層配線構造とし、MROMを搭載した半導体集
積回路装置ではそれを2層以上の多層配線構造として配
線部分高密度化によりチップサイズの小型化を促進する
ものであってもよい。Although the invention made by the inventor has been specifically described based on the embodiment, the invention of the present application is not limited to the embodiment, and it can be variously changed without departing from the gist of the invention. not. For example, an EEPROM may be used instead of the EPROM. Thus EE
When a PROM is used, it is not necessary to form an erasing window in the package. The EPROM and the EEPROM may be used to store a program or data of a microcomputer, or may constitute a PLA (programmable logic array) storing a microprogram or the like. The MROM may be a vertical ROM other than a horizontal ROM corresponding to an EPROM or an EEPROM. The above EP
When replacing the ROM or the EEPROM with the MROM, the MOSFET having the single drain structure may be changed to the MOSFET having the double drain structure equipped with the MROM, and further, the MOSFET having the LDD structure may be changed. The field insulating film may be formed by a selective oxidation method in a semiconductor integrated circuit device equipped with an EPROM, and may be changed to a trellis isolation structure in a semiconductor integrated circuit device equipped with an MROM. The wiring layer has a one-layer wiring structure in a semiconductor integrated circuit device equipped with an EPROM, and a semiconductor integrated circuit device equipped with an MROM has a multi-layer wiring structure of two or more layers. It may promote the conversion.
この発明は、マイクロコンピュータの他、その動作や
機能がROMに書き込まれた情報に従って行われる各種半
導体集積回路装置に広く利用することができるものであ
る。INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be widely used for various types of semiconductor integrated circuit devices whose operations and functions are performed in accordance with information written in a ROM, in addition to a microcomputer.
本願において開示される発明のうち代表的なものによ
って得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りであ
る。すなわち、EPROM又はEEPROMを搭載した第1の半導
体集積回路装置を用い、その不揮発性記憶素子に対して
所定の書き込みを行い、所望の記憶情報を決定して第1
の半導体集積回路装置を動作可能にし、上記EPROM又はE
EPROMをMROMに置き換えて実質的に同じ機能を有する第
2の半導体集積回路装置を形成するにあたり、第2の半
導体集積回路装置のチップサイズを第1の半導体集積回
路装置のチップサイズより小さくすることにより、1枚
の半導体ウェハ上に形成できるチップ数(取得数)が増
加して製造効率を高くすることができる。The effect obtained by the representative one of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows. That is, the first semiconductor integrated circuit device equipped with an EPROM or an EEPROM is used, predetermined writing is performed on the nonvolatile storage element, desired storage information is determined, and the first storage device is determined.
Of the above-mentioned EPROM or E
In forming the second semiconductor integrated circuit device having substantially the same function by replacing the EPROM with the MROM, the chip size of the second semiconductor integrated circuit device must be smaller than the chip size of the first semiconductor integrated circuit device. Accordingly, the number of chips (number of acquisitions) that can be formed on one semiconductor wafer increases, and the manufacturing efficiency can be increased.
第1図は、この発明に係る製造方法により形成される2
通りの1チップのマイクロコンピュータの一実施例を示
すブロック図、 第2A図ないし第2E図は、この発明に係る半導体集積回路
装置の製造方法の一実施例を説明するための概略製造工
程図、 第3図は、この発明の他の一実施例を説明するための概
略素子構造断面図、 第4図ないし第6図は、この発明の更に他の一実施例を
それぞれ説明するための概略素子構造断面図、 第7図は、この発明の更に他の一実施例を説明するため
の概略素子構造断面図、 第8図は、従来技術の一例を示すマイクロコンピュータ
のブロック図である。 LSI1,LSI2……半導体集積回路装置、CPU……マイクロプ
ロセッサ、ADC……アナログ・ディジタル・コンバー
タ、DAC……ディジタル・アナログ・コンバータ、I/O…
…入出力回路、TIM……タイマー回路、RAM……ランダム
・アクセス・メモリ、EPROM……イレーザブル&プログ
ラム・リード・オンリー・メモリ、MROM……マスク型リ
ード・オンリー・メモリ、QME……不揮発性記憶素子、Q
MM……記憶素子、QMH……高耐圧MOSFET、QL……論理回
路用MOSFET、R……抵抗、C……キャパシタ 1……P-基板、2……フィールド絶縁膜、3……チャ
ンネルストッパー、4……第1ゲート絶縁膜、5……フ
ローティングゲート、6,6′……第2ゲート絶縁膜、7,
7′……ゲート絶縁膜、8……コントロールゲート、9
……N+型半導体領域、10……層間絶縁膜、11……配
線、101……絶縁膜、102……N型半導体領域、103……
N-型半導体領域、104……側壁、105……N-型半導体領
域、106……P型パンチスルーストッパー領域FIG. 1 is a cross-sectional view of a structure formed by a manufacturing method according to the present invention.
FIG. 2A to FIG. 2E are schematic manufacturing process diagrams for explaining an embodiment of a method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the present invention. FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of an element structure for explaining another embodiment of the present invention, and FIGS. 4 to 6 are schematic elements for explaining still another embodiment of the present invention. FIG. 7 is a schematic sectional view of an element structure for explaining still another embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a block diagram of a microcomputer showing an example of the prior art. LSI1, LSI2 ... Semiconductor integrated circuit device, CPU ... Microprocessor, ADC ... Analog-to-digital converter, DAC ... Digital-to-analog converter, I / O ...
… I / O circuit, TIM… Timer circuit, RAM… Random access memory, EPROM… Erasable & program read only memory, MROM… Mask type read only memory, QME… Nonvolatile storage Element, Q
MM: memory element, QMH: high voltage MOSFET, QL: logic circuit MOSFET, R: resistor, C: capacitor 1: P - substrate, 2: field insulating film, 3: channel stopper, 4 First gate insulating film, 5 Floating gate, 6, 6 'Second gate insulating film, 7,
7 ': gate insulating film, 8: control gate, 9
... N + type semiconductor region, 10 ... interlayer insulating film, 11 ... wiring, 101 ... insulating film, 102 ... N type semiconductor region, 103 ...
N - type semiconductor region, 104 side wall, 105 N - type semiconductor region, 106 P-type punch-through stopper region
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H01L 27/112 29/788 29/792 (72)発明者 岩渕 勝 東京都小平市上水本町5丁目20番1号 株式会社日立製作所武蔵工場内 (56)参考文献 特開 平2−262363(JP,A) 特開 昭62−190767(JP,A) 特開 平2−1971(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01L 21/82 H01L 27/04 H01L 27/10 - 27/115 H01L 29/788 - 29/792Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification symbol FI H01L 27/112 29/788 29/792 (72) Inventor Masaru Iwabuchi 5-20-1, Kamimizuhoncho, Kodaira-shi, Tokyo Musashi, Hitachi, Ltd. In the factory (56) References JP-A-2-262363 (JP, A) JP-A-62-190767 (JP, A) JP-A-2-19771 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. . 6, DB name) H01L 21/82 H01L 27/04 H01L 27/10 - 27/115 H01L 29/788 - 29/792
Claims (5)
可能な第1の不揮発性記憶素子からなる回路を搭載した
第1の半導体集積回路装置を形成する過程、上記不揮発
性記憶素子に対して所定の書き込みを行い、所望の記憶
情報を決定して第1の半導体集積回路装置を動作可能に
する過程、上記第1の半導体集積回路装置と実質的に同
じ機能を有し、上記不揮発性記憶素子からなる回路を、
製造過程で記憶情報が固定的に書き込まれる記憶素子に
置き換えた回路を搭載した第2の半導体集積回路装置を
形成するにあたり、第2の半導体集積回路装置のチップ
サイズを第1の半導体集積回路装置のチップサイズより
小さくする過程とを含むこと特徴とする半導体集積回路
装置の製造方法。A step of forming a first semiconductor integrated circuit device on which a circuit comprising a first nonvolatile memory element capable of electrically writing or writable and erasable is mounted; A process of performing predetermined writing, determining desired storage information and enabling the first semiconductor integrated circuit device, wherein the non-volatile storage device has substantially the same function as the first semiconductor integrated circuit device. A circuit consisting of elements
In forming a second semiconductor integrated circuit device having a circuit replaced with a storage element to which storage information is fixedly written in a manufacturing process, the chip size of the second semiconductor integrated circuit device is changed to the first semiconductor integrated circuit device. A process for reducing the size of the semiconductor integrated circuit device from the chip size.
イズより第2の半導体集積回路装置のチップサイズを小
さくする手段は、コンピュータを用いた自動設計技術に
より、回路機能ブロック毎の素子サイズ及び配線幅を縮
小によるサイズ縮小及びその縮小に伴う回路機能ブロッ
クの形状の変更と配置の変更により行うものであること
を特徴とする特許請求の範囲第1項記載の半導体集積回
路装置の製造方法。2. The means for reducing the chip size of the second semiconductor integrated circuit device from the chip size of the first semiconductor integrated circuit device is achieved by an automatic design technique using a computer. 2. The method according to claim 1, wherein the method is performed by reducing the size of the wiring by reducing the wiring width, and by changing the shape and arrangement of the circuit function block accompanying the reduction.
絶縁膜の膜厚を薄くすることを含むものであることを特
徴とする特許請求の範囲第1又は第2項記載の半導体集
積回路装置の製造方法。3. The manufacturing of a semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein said reduction in element size includes reducing the thickness of a gate insulating film of a MOSFET. Method.
電極幅を小さくすることを含むものであることを特徴と
する特許請求の範囲第1又は第2項記載の半導体集積回
路装置の製造方法。4. The method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein said reducing the element size includes reducing the gate electrode width of the MOSFET.
ロールゲートとフローティングゲートとを備えたスタッ
クドゲート構造を持ち、フローティングゲート中に電荷
を蓄積して記憶動作を行うEPROMあるいはEEPROM、又は
ゲート絶縁膜中のトラップ準位に電荷を蓄積して記憶動
作を行うEEPROMであることを特徴とする特許請求の範囲
第1、第2、第3又は第4項記載の半導体集積回路装置
の製造方法。5. A circuit comprising a nonvolatile memory element has a stacked gate structure having a control gate and a floating gate, and stores an electric charge in the floating gate to perform a storage operation. 5. The method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein said EEPROM is an EEPROM which performs a storage operation by accumulating charges in trap levels in a film.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1219754A JP2775066B2 (en) | 1989-08-26 | 1989-08-26 | Method for manufacturing semiconductor integrated circuit device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP1219754A JP2775066B2 (en) | 1989-08-26 | 1989-08-26 | Method for manufacturing semiconductor integrated circuit device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0383369A JPH0383369A (en) | 1991-04-09 |
JP2775066B2 true JP2775066B2 (en) | 1998-07-09 |
Family
ID=16740479
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1219754A Expired - Lifetime JP2775066B2 (en) | 1989-08-26 | 1989-08-26 | Method for manufacturing semiconductor integrated circuit device |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2775066B2 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3587100B2 (en) | 1999-09-17 | 2004-11-10 | セイコーエプソン株式会社 | Method for manufacturing semiconductor device including non-volatile memory transistor |
ATE541316T1 (en) | 2004-11-15 | 2012-01-15 | Nxp Bv | FLASH AND ROM MEMORY |
-
1989
- 1989-08-26 JP JP1219754A patent/JP2775066B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
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JPH0383369A (en) | 1991-04-09 |
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